EP3361033A1 - Verfahren zur inbetriebnahme eines tür- oder fensterschliessers - Google Patents

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EP3361033A1
EP3361033A1 EP17207500.4A EP17207500A EP3361033A1 EP 3361033 A1 EP3361033 A1 EP 3361033A1 EP 17207500 A EP17207500 A EP 17207500A EP 3361033 A1 EP3361033 A1 EP 3361033A1
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wing
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motor shaft
closing
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Geze GmbH
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    • E05Y2900/13Type of wing
    • E05Y2900/132Doors

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a door or window closer, comprising an energy store for providing a closing force for closing a rotatable wing of the door or the window and a closing force counteracting damping device with a generator operable as an electric motor, wherein a motor shaft of the electric motor coupled via at least one transmission element with the wing and therefore by rotation of the wing is rotatable.
  • Door and window closers are used to close a manually opened wing after its release power-operated again.
  • the closing force can be applied for example by a closing spring, which is tensioned when opening the wing manually.
  • the damping device serves to prevent an excessively fast closing operation.
  • the motor terminals of the electric motor may be short-circuited for the purpose of damping by means of one or more switching elements.
  • an electronic control device can alternately short-circuit and disconnect the motor terminals, thus performing a pulse-width modulation of the motor current.
  • Such a damping control is in the DE 10 2015 200 284 B3 described.
  • Door and window closers are available in different designs.
  • a door closer can be mounted in different ways. For example, depending on the application specification, a head installation or a door leaf assembly can take place.
  • a door closer can optionally be attached to the hinge side or to the hinge opposite side.
  • the power transmission between the sash and the frame by means of a sliding arm or by means of a Scissors linkage done.
  • a distinction between the mounting method for a left-handed wing and the mounting method for a right-handed wing is also known in different designs.
  • the dependence of the sash position of the motor shaft position or the position of a closer shaft also referred to as translation, is different for the individual types and types of installation in general. For an accurate and reliable control of the damping device but the actual dependence must be known so that it can be taken into account. In order to determine the correct installation parameters and thus the translation, an installer can enter them via an interface when installing the closer. However, this is time consuming and annoying. In addition, it can easily come to incorrect entries.
  • the blade is opened and / or closed at least once during a teaching process, during the opening and / or closing the angular position of the motor shaft is detected, based on the detected angular position of the motor shaft, a functional relationship between the angular position of the motor shaft and an angular position of rotatable vane is determined at least over a range of the opening width of the wing and the functional relationship is automatically based on a subsequent control of the electric motor for damping the closing movement of the wing. It is therefore not a theoretical dependence of the sash position of the motor shaft position specified, but it is taught the actual dependence of the sash position of the motor shaft position.
  • the invention is based in particular on the realization that all essential assembly parameters are derived from the rotational position of the motor shaft as a function of the blade position and that the said dependence can be determined in a relatively simple manner by monitoring the motor shaft position during a single opening or closing operation.
  • the angular position of the motor shaft can be detected continuously or intermittently over the entire opening angle range of the wing, but this is not mandatory.
  • An inventive commissioning allows a particularly accurate and reliable control of the damping device of a door or window closer regardless of the mounting, the translation and / or the game in the transmission path.
  • the mass moment of inertia of the wing determined and automatically applied a subsequent control of the electric motor for damping the closing movement of the wing.
  • the damping device For an exact control of the damping device on the basis of a movement model, the knowledge of the actual moment of inertia of the wing is necessary. For a fitter on a construction site, however, it is difficult or even impossible, the moment of inertia of the wing to determine with sufficient accuracy. It is therefore of great advantage if the actual mass moment of inertia of the wing is automatically determined and determined during commissioning.
  • the energy storage comprises a closing spring, wherein based on the detected angular position of the motor shaft and a spring preload of the closing spring determined and automatically a subsequent control of the electric motor for damping the closing movement of the wing is based.
  • the spring preload affects the closing behavior of the wing and should therefore be taken into account in the control of the damping device. Often, however, it is manually adjustable and therefore variable. The installer could enter the set value via an interface in such cases, but this is time-consuming and annoying. In addition, the set value is often not accurate enough to read. With an automatic determination of the spring preload on the basis of the detected angular position of the motor shaft eliminates the annoying and inaccurate manual input.
  • An embodiment of the invention provides that the wing is opened in the learning process to a reference opening position, the angular position of the motor shaft is detected at the reference opening position of the wing and the functional relationship in dependence on the detected at the reference opening position angular position of Motor shaft is selected from a set of predetermined reference functions.
  • the predetermined reference functions can be stored in a memory device of an electronic control unit of the door or window closer. By selecting a function from a set of predefined functions, the computational effort can be minimized.
  • the mounting method can be derived directly from the position of the motor shaft at a single reference opening position of the wing.
  • each reference function is associated with a reference angular position corresponding to the reference opening position of the motor shaft and that reference function is selected as a functional context whose default angular position deviates least from the detected at the reference opening position angular position of the motor shaft. This takes account of the fact that there are always unavoidable slight deviations of the actual closing behavior from the idealized closing behavior.
  • the wing in the learning process can be opened several times up to different reference opening positions, wherein the functional relationship is selected in dependence on a plurality of angular positions of the motor shaft detected at reference opening positions.
  • the selection can be made such that the overall deviation is minimized.
  • the reference opening position preferably comprises an opening angle of the wing of 90 ° and / or 45 °, which relates to a closed position. For a fitter, it is relatively easy to move the wing in such angular positions.
  • the reference functions can correspond to different designs and / or different types of installation of the door or window closer. Namely, for a given type and / or type of mounting, the functional relationship between the motor shaft position and the sash position is generally known, so that it can be predefined.
  • a further embodiment of the invention provides that the wing is closed in the teaching process at least once, starting from a reference opening position by the energy storage, wherein during closing at least partially the angular position of the motor shaft is detected as a function of time and the functional relationship in dependence of the temporal course of the angular position is determined. From the time course of the angular position can namely be derived in a relatively simple manner, the functional relationship between the motor shaft position and the sash position.
  • the functional relationship can be selected as a function of the time profile of the angular position of the motor shaft from a set of predetermined reference functions.
  • the actual time course can thus be compared with predetermined idealized time courses in order to select the best matching course.
  • each reference function is assigned a predetermined time profile of the angular position of the motor shaft and that reference function is selected as the functional context whose predetermined time course deviates least from the detected time profile.
  • the detected time course will not exactly match a given theoretical course.
  • the functional relationship can be calculated from the temporal course of the angular position of the wing and the time profile of the angular position of the motor shaft by eliminating the time variable. This allows relatively simple calculation of the actual closing behavior, whereby it is not necessary to use predefined reference functions.
  • the angular position of the wing is detected by means of at least one position sensor arranged on the wing, in particular by means of acceleration sensors and / or speed sensors and / or a gyroscope. This allows up Relatively simple way of determining the time course of the sash position during the learning to open or close operation.
  • a mobile phone with a position sensor can be detachably attached to the wing, wherein data collected by the position sensor are transmitted to a control device of the door or window closer after closing the wing. It is then not necessary to equip the wing with a position sensor or to provide a special position sensor for entrainment by the fitter.
  • a pocket or clip may be arranged on a flat side of the wing. In principle, it is also possible to provide a permanently mounted position sensor on the wing.
  • a further embodiment of the invention provides that the closing speed of the blade is at least temporarily kept constant by controlling the electric motor based on the specific functional relationship, wherein during the closing movement with constant closing speed at least two points, the angular position of the motor shaft is detected and the detected angular positions of the motor shaft be used in a model equation which describes an unaccelerated movement of the wing, and wherein by releasing the model equation, the spring bias of a closing spring of the damping device is determined.
  • the inventively determined functional relationship between the angular position of the motor shaft and the angular position of the rotatable blade can thus be used in an advantageous manner for calculating the spring preload.
  • the model equation may represent an energy balance that equates the electric loss energy of the electric motor and the difference in the tension energy of the shutter spring between the two points. Such a model equation is relatively easy to solve.
  • model equation may represent a torque balance of the torques acting on the motor shaft.
  • an average can be formed if necessary on the basis of several different equations.
  • a further embodiment of the invention provides that the specific functional relationship is used in a model equation describing the movement of the wing, and the mass moment of inertia of the wing is determined by solving the model equation.
  • the movement of the wing in an undamped initial area is considered for this purpose.
  • the determined moment of inertia can be used for various other control and monitoring tasks.
  • the angular position of the motor shaft can be detected in a simple manner by means of an incremental encoder.
  • the invention also relates to a door or window closer comprising an energy store for providing a closing force for closing a rotatable wing of the door or the window, a closing force counteracting damping device with an electric motor operated as a generator and an electronic control device for driving the electric motor.
  • the electronic control device is designed for a commissioning method as described above.
  • the in Fig. 1 shown door closer 1 has a housing 3, in which a mechanical energy storage in the form of a closing spring 28 and a braking device 20 are arranged.
  • the shutter spring 28 is charged by manually opening the rotatable door leaf 5 with potential energy, which closes the released door 5 again.
  • the brake device 20 dampens the movement of the door leaf 5 and comprises an electric motor operated as a generator 22, the motor shaft 24 is rotatable by a movement of the door leaf 5 and at the motor terminals, not shown, a motion-dependent motor voltage is produced, which is applied to a braking circuit.
  • the brake circuit has one or more switching elements, via which the motor terminals can be short-circuited.
  • An electronic control device 10 provided for driving the electric motor 22 carries out a pulse width modulation of the motor current and sets an effective braking force for damping the movement of the door leaf 5.
  • the controller 10 includes a microcontroller.
  • the electric motor 22 is preferably designed as a permanent magnetically excited DC motor.
  • the pulse width modulation can in particular be carried out as described in the DE 10 2015 200 284 B3 is specified.
  • the housing 3 is fixed to the wing mounted on the upper left edge region of the door leaf 5.
  • the motor shaft 24 of the electric motor 22 is coupled via a gear 26 to an output shaft 27, which is coupled to a sliding arm 7.
  • the sliding arm 7 has at its free end a sliding block 7.1, which is guided in a blind fixedly mounted slide rail 9.
  • the motor shaft 24 of the electric motor 22 is rotated via the gear 26.
  • an incremental encoder is provided for sensory detection of the angular position of the motor shaft 24.
  • the commissioning procedure serves, in particular, to automatically determine specific assembly parameters and parameters. So that the braking device 20 can control or regulate the damped closing movement of the door leaf 5 in a desired manner, namely, for example, the mounting be known. Since the movement of the door leaf 5 is to be controlled or regulated, but in general only the angular position of the motor shaft 24 is known, for example by sensory detection by means of the incremental encoder, the dependence of the angular position of the door leaf 5 of the angular position of the motor shaft 24 is also required. For certain control and monitoring tasks, such as a limitation of the closing speed of the door leaf 5 to a safe limit, the mass moment of inertia of the door leaf 5 and the set spring preload of the closing spring 28 is still required.
  • Fig. 2 Two exemplary curves of the angular position ⁇ A of the output shaft 27 are shown as a function of the angular position ⁇ of the door leaf 5, which correspond to different mounting parameters in the form of different distances of the output shaft 27 from the door hinge.
  • the angular position ⁇ A of the output shaft 27 via the ratio of the transmission 26 with the angular position ⁇ M of the motor shaft 24 is related. This means that when opening the door leaf 5 up to the reference opening angle and a subsequent detection and readout of the angular position of the motor shaft 24 by means of the incremental encoder between the two mounting parameters can be distinguished.
  • the fitter opens the door 5 at the start-up of the door closer 1 up to an opening angle of 90 °.
  • the angular position ⁇ M of the motor shaft 24 is detected by means of the incremental encoder.
  • the detected angular position ⁇ M of the motor shaft 24 is then compared with various reference functions stored in a memory of the control device 10 (FIG. Fig. 1 ) are deposited.
  • the reference function whose function value for the angular position ⁇ M (90 °) of the motor shaft 24 deviates least at the point 90 ° from the detected angular position of the motor shaft 24, is automatically based on a subsequent control of the electric motor 22 for damping the closing movement of the door leaf 5.
  • the fitter can also open the door leaf 5 during commissioning once up to an opening angle of 90 ° and once up to an opening angle of 45 °, wherein in each case the angular positions ⁇ M of the motor shaft 24 are detected. There are then two values available for comparison with the reference functions, making the selection process more robust to an inevitable variation in assembly parameters. If required, further opening operations with different opening angles can be carried out.
  • the fitter opens the door leaf 5 up to an opening angle of 90 ° and then releases it.
  • the closing spring 28 closes the door leaf 5, wherein the closing operation is initially unattenuated or with constant damping.
  • the incremental encoder detects the angular position ⁇ M of the motor shaft 24 as a function of the time t.
  • mass inertia of the door leaf 5 and bias of the closing spring 28 there are different time courses ⁇ M ( t ) for the angular position of the motor shaft 24. Two exemplary courses are in Fig. 3 shown.
  • the control device 10 searches for the best matching time course in a database of stored progressions and derives therefrom the mounting method and optionally further parameters such as the closing direction.
  • ⁇ M of the motor shaft 24 and the angular position ⁇ of the door leaf 5
  • the fitter takes a mobile telephone 41 with a gyroscope and places it in a pocket provided on the main closing edge 42 of the door leaf 5 43. Subsequently, the door 5 is opened to the maximum opening angle and released.
  • the closing spring 28 closes the door leaf 5, wherein the gyroscope of the mobile telephone 41 detects the time profile of the location coordinates x and y of the main closing edge 42 ( Fig. 5 ).
  • the incremental encoder continuously detects the angular position ⁇ M of the motor shaft 24.
  • the fitter connects the mobile phone 41 with the control device 10, for example by means of a cable or by means of a radio link.
  • control device 10 can be made of the time-dependent coordinates x and y, the maximum opening width b determining the width of the door wing 5 and / or the closing direction.
  • the gyroscope could also be integrated in the door closer 1, so that no mobile phone is required.
  • the control device 10 can then simultaneously determine the angular position ⁇ M of the motor shaft 24 and the angular position ⁇ of the door leaf 5 when closing the door leaf 5, and from this directly determine the functional relationship ⁇ M ( ⁇ ).
  • a gyroscope other types of position sensors, such as acceleration sensors, magnetic field sensors, or the like may also be used.
  • the spring preload of the closing spring 28 can also be taught.
  • the dependence of the axle torque m A of the output shaft 27 of the deflection x of the shutter spring 28 is determined by the construction of the door closer 1 and the control device 10 known.
  • the additional torque generated by the spring preload m FD of the closing spring 28, however, is initially unknown.
  • the shift of the spring characteristic as a function of the spring preload is in Fig. 6 indicated, which the spring deflection x as a function of the angular position ⁇ A of the output shaft 27 pulled through once without deflection x 0 and once dashed with deflection x 0 shows.
  • the braking performance of the brake device 20 corresponds to negligible losses of the decrease of the potential energy in the closing spring 28.
  • the fitter opens the door 5 during commissioning and lets it go again.
  • the closing spring 28 closes the door leaf 5.
  • the braking device 20 regulates the closing movement of the door leaf 5 to a constant speed. This is possible, in particular, by using the functional relationship previously taught as described above between the angular position ⁇ M of the motor shaft 24 and the angular position ⁇ of the door leaf 5.
  • c denotes the spring rate.
  • the control device 10 ensures that the current i (t) and the voltage u (t) are detected as a function of the time t between the door angles ⁇ 2 and ⁇ 1 .
  • the fitter opens the door 5 and lets it go again, wherein the braking device 20 controls the closing movement of the door leaf 5 again after a short acceleration phase to constant speed.
  • the braking device 20 controls the closing movement of the door leaf 5 again after a short acceleration phase to constant speed.
  • K ⁇ i t ⁇ G u ⁇ G m F t + m F 0
  • K denotes the torque constant of the electric motor 22, i (t) the motor current, ⁇ G the efficiency of the transmission 26, ü G the ratio of the transmission, m F the spring moment and m F0 the spring preload. From the given equation, the spring preload m F0 can be easily derived.
  • the controller 10 will generally calculate a different value for the spring preload m F0 for each equation.
  • a reliable estimate of the spring preload m F0 can be in particular the arithmetic mean of all results obtained.
  • the brake device 20 dampens the door leaf 5 to the desired final speed.
  • the mass moment of inertia J of the door leaf 5 can also be taught.
  • the fitter opens the door 5 and lets it go again.
  • ü B denotes the translation ⁇ A ( ⁇ ) / ⁇ and ⁇ (t) the angular velocity of the door leaf fifth
  • the control device 10 After commissioning of the door closer 1, the control device 10, the learned functional relationship ⁇ M ( ⁇ ) between the angular position of the motor shaft 24 and the angular position of the door leaf 5, the taught moment of inertia J and the learned spring preload m F0 of the closing spring 28 for controlling the closing movement of the door leaf 5 according to a given trajectory.
  • control device 10 may be configured to define a desired trajectory, which indicates the opening angle ⁇ of the door leaf 5 as a function of the time t , and to carry out the damping of the closing movement of the door leaf 5 via the electric motor 22 on the basis of the specified desired trajectory curve ,
  • the regulation itself can in this case according to basically known Principles take place, for example by means of a position controller or by means of a speed controller. As a result, a situation-adapted closing behavior of the door closer 1 and thus a particularly high comfort of the associated door is made possible.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Inbetriebnahme eines Tür- oder Fensterschließers, der einen Energiespeicher, eine Dämpfungseinrichtung mit einem als Generator betreibbaren Elektromotor und ein Übertragungselement umfasst, wird der Flügel in einem Einlernprozess wenigstens einmal geöffnet und/oder geschlossen, während des Öffnens und/oder Schließens die Winkelstellung der Motorwelle erfasst, anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle ein Funktionszusammenhang zwischen der Winkelstellung der Motorwelle und einer Winkelstellung des drehbaren Flügels zumindest über einen Bereich der Öffnungsweite des Flügels bestimmt und der Funktionszusammenhang automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels zugrundegelegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Tür- oder Fensterschließers, der einen Energiespeicher zum Bereitstellen einer Schließkraft zum Schließen eines drehbaren Flügels der Tür oder des Fensters und eine der Schließkraft entgegenwirkende Dämpfungseinrichtung mit einem als Generator betreibbaren Elektromotor umfasst, wobei eine Motorwelle des Elektromotors über wenigstens ein Übertragungselement mit dem Flügel gekoppelt und deshalb durch eine Bewegung des Flügels drehbar ist.
  • Tür- und Fensterschließer dienen dazu, einen manuell geöffneten Flügel nach dessen Loslassen kraftbetätigt wieder zu schließen. Die Schließkraft kann beispielsweise durch eine Schließerfeder aufgebracht werden, die beim manuellen Öffnen des Flügels gespannt wird. Die Dämpfungseinrichtung dient dazu, einen übermäßig schnellen Schließvorgang zu verhindern. Die Motorklemmen des Elektromotors können zum Zweck der Dämpfung mittels eines oder mehrerer Schaltelemente kurzgeschlossen werden. Zum Steuern oder Regeln der Dämpfung kann eine elektronische Steuereinrichtung die Motorklemmen abwechselnd kurzschließen und trennen und so eine Pulsweitenmodulation des Motorstroms durchführen. Eine solche Dämpfungssteuerung ist in der DE 10 2015 200 284 B3 beschrieben.
  • Tür- und Fensterschließer gibt es in unterschiedlichen Bauformen. Zudem kann ein Türschließer in unterschiedlicher Art und Weise montiert werden. Beispielsweise kann je nach Anwendungsvorgabe eine Kopfmontage oder eine Türblattmontage erfolgen. Weiterhin kann ein Türschließer wahlweise an der Bandseite oder an der Bandgegenseite angebracht werden. Ferner kann die Kraftübertragung zwischen Flügel und Blendrahmen mittels eines Gleitarms oder mittels eines Scherengestänges erfolgen. Zudem ist zwischen der Montageart für einen linksdrehenden Flügel und der Montageart für einen rechtsdrehenden Flügel zu unterscheiden.
  • Die Abhängigkeit der Flügelstellung von der Motorwellenstellung oder der Stellung einer Schließerwelle, auch als Übersetzung bezeichnet, ist für die einzelnen Bauformen und Montagearten im Allgemeinen unterschiedlich. Für eine exakte und zuverlässige Steuerung der Dämpfungseinrichtung muss aber die tatsächliche Abhängigkeit bekannt sein, damit sie berücksichtigt werden kann. Um die korrekten Montageparameter und somit die Übersetzung festzulegen, kann ein Monteur sie beim Einbau des Schließers über eine Schnittstelle eingeben. Dies ist jedoch zeitaufwändig und lästig. Zudem kann es leicht zu Fehleingaben kommen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Inbetriebnahme von Tür- oder Fensterschließern der genannten Art zu vereinfachen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flügel in einem Einlernprozess wenigstens einmal geöffnet und/oder geschlossen wird, während des Öffnens und/oder Schließens die Winkelstellung der Motorwelle erfasst wird, anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle ein Funktionszusammenhang zwischen der Winkelstellung der Motorwelle und einer Winkelstellung des drehbaren Flügels zumindest über einen Bereich der Öffnungsweite des Flügels bestimmt wird und der Funktionszusammenhang automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels zugrunde gelegt wird. Es wird also nicht eine theoretische Abhängigkeit der Flügelstellung von der Motorwellenstellung vorgegeben, sondern es wird die tatsächliche Abhängigkeit der Flügelstellung von der Motorwellenstellung eingelernt. Dies ist nicht nur einfacher und schneller als eine Eingabe über eine Schnittstelle, sondern es werden auch unerwünschte Fehleingaben vermieden. Dadurch dass der Funktionszusammenhang zwischen der Motorwellenstellung und der Flügelstellung automatisch ermittelt und für den nachfolgenden Betrieb des Türschließers festgelegt wird, entfallen die umständlichen und fehlerträchtigen manuellen Eingaben bei der Montage. Der Monteur muss vielmehr lediglich eine einmalige Flügelöffnung oder Flügelschließung vornehmen und gegebenenfalls den Einlernvorgang bestätigen.
  • Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass alle wesentlichen Montageparameter aus der Drehstellung der Motorwelle in Abhängigkeit von der Flügelposition abzuleiten sind und dass die genannte Abhängigkeit auf relativ einfache Weise durch Überwachen der Motorwellenstellung während eines einmaligen Öffnungs- oder Schließvorgangs ermittelbar ist. Die Winkelstellung der Motorwelle kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Öffnungswinkelbereich des Flügels hinweg erfasst werden, wobei dies jedoch nicht zwingend ist. Eine erfindungsgemäße Inbetriebnahme ermöglicht eine besonders exakte und zuverlässige Steuerung der Dämpfungseinrichtung eines Tür- oder Fensterschließers unabhängig von der Montageart, der Übersetzung und/oder des Spiels im Übertragungspfad.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnung angegeben.
  • Vorzugsweise wird anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle auch das Massenträgheitsmoment des Flügels bestimmt und automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels zugrunde gelegt. Für eine exakte Steuerung der Dämpfungseinrichtung anhand eines Bewegungsmodells ist die Kenntnis des tatsächlichen Massenträgheitsmoments des Flügels notwendig. Für einen Monteur auf einer Baustelle ist es jedoch schwierig oder sogar unmöglich, das Massenträgheitsmoment des Flügels mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen. Es ist daher von großem Vorteil, wenn das tatsächliche Massenträgheitsmoment des Flügels im Rahmen der Inbetriebnahme automatisch bestimmt und festgelegt wird.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Energiespeicher eine Schließerfeder umfasst, wobei anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle auch eine Federvorspannung der Schließerfeder bestimmt und automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels zugrunde gelegt wird. Die Federvorspannung hat Einfluss auf das Schließverhalten des Flügels und sollte daher bei der Steuerung der Dämpfungseinrichtung berücksichtigt werden. Häufig ist sie jedoch manuell einstellbar und daher variabel. Der Monteur könnte in solchen Fällen den eingestellten Wert über eine Schnittstelle eingeben, was jedoch aufwändig und lästig ist. Zudem ist der eingestellte Wert häufig nicht genau genug ablesbar. Bei einer automatischen Bestimmung der Federvorspannung anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle entfällt die lästige und ungenaue manuelle Eingabe.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Flügel in dem Einlernprozess bis zu einer Referenz-Öffnungsstellung geöffnet wird, die Winkelstellung der Motorwelle an der Referenz-Öffnungsstellung des Flügels erfasst wird und der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von der an der Referenz-Öffnungsstellung erfassten Winkelstellung der Motorwelle aus einem Satz vorbestimmter Referenz-Funktionen ausgewählt wird. Die vorbestimmten Referenz-Funktionen können in einer Speichereinrichtung einer elektronischen Steuereinheit des Tür- oder Fensterschließers abgelegt sein. Durch das Auswählen einer Funktion aus einem Satz vordefinierter Funktionen kann der Berechnungsaufwand minimiert werden. In vielen Fällen kann die Montageart unmittelbar aus der Stellung der Motorwelle an einer einzelnen Referenz-Öffnungsstellung des Flügels abgeleitet werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Referenz-Funktion eine der Referenz-Öffnungsstellung entsprechende Vorgabe-Winkelstellung der Motorwelle zugeordnet ist und diejenige Referenz-Funktion als Funktionszusammenhang ausgewählt wird, deren Vorgabewinkelstellung am wenigsten von der an der Referenz-Öffnungsstellung erfassten Winkelstellung der Motorwelle abweicht. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass es stets unvermeidliche geringfügige Abweichungen des tatsächlichen Schließverhaltens vom idealisierten Schließverhalten gibt.
  • Um die Genauigkeit und die Robustheit des Verfahrens zu verbessern, kann der Flügel in dem Einlernprozess mehrmals bis zu unterschiedlichen Referenz-Öffnungsstellungen geöffnet werden, wobei der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von mehreren an Referenz-Öffnungsstellungen erfassten Winkelstellungen der Motorwelle ausgewählt wird. Die Auswahl kann derart erfolgen, dass die Gesamtabweichung minimiert wird.
  • Bevorzugt umfasst die Referenz-Öffnungsstellung einen auf eine Schließstellung bezogenen Öffnungswinkel des Flügels von 90° und/oder von 45°. Für einen Monteur ist es relativ leicht, den Flügel in derartige Winkelstellungen zu bewegen.
  • Die Referenzfunktionen können unterschiedlichen Bauarten und/oder unterschiedlichen Montagearten des Tür- oder Fensterschließers entsprechen. Für eine vorgegebene Bauart und/oder Montageart ist der Funktionszusammenhang zwischen der Motorwellenstellung und der Flügelstellung nämlich im Allgemeinen bekannt, so dass er vordefiniert werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Flügel in dem Einlernprozess wenigstens einmal ausgehend von einer Referenz-Öffnungsstellung durch den Energiespeicher geschlossen wird, wobei während des Schließens zumindest abschnittsweise die Winkelstellung der Motorwelle in Abhängigkeit von der Zeit erfasst wird und der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung bestimmt wird. Aus dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung kann nämlich in relativ einfacher Weise der Funktionszusammenhang zwischen der Motorwellenstellung und der Flügelstellung abgeleitet werden.
  • Insbesondere kann der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle aus einem Satz vorbestimmter Referenz-Funktionen ausgewählt werden. Der tatsächliche Zeitverlauf kann also mit vorgegebenen idealisierten Zeitverläufen verglichen werden, um so den am besten passenden Verlauf auszuwählen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass jeder Referenz-Funktion ein vorgegebener zeitlicher Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle zugeordnet ist und diejenige Referenz-Funktion als Funktionszusammenhang ausgewählt wird, deren vorgegebener zeitlicher Verlauf am wenigsten von dem erfassten zeitlichen Verlauf abweicht. Im Allgemeinen wird der erfasste zeitliche Verlauf nicht exakt mit einem vorgegebenen theoretischen Verlauf übereinstimmen. Durch Auswahl der am wenigsten vom erfassten zeitlichen Verlauf abweichenden Referenz-Funktion können die tatsächlichen Gegebenheiten jedoch hinreichend genau modelliert werden.
  • Der Funktionszusammenhang kann aus dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung des Flügels und dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle durch Eliminieren der Zeitvariable berechnet werden. Dies ermöglicht auf relativ einfache Weise die Berechnung des tatsächlichen Schließverhaltens, wobei eine Verwendung vordefinierter Referenz-Funktionen nicht notwendig ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird während des Schließens die Winkelstellung des Flügels mittels mindestens eines am Flügel angeordneten Positionssensors, insbesondere mittels Beschleunigungssensoren und/oder Geschwindigkeitssensoren und/oder eines Gyroskops, erfasst. Dies ermöglicht auf relativ einfache Weise die Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der Flügelstellung während des zum Einlernen vorgenommenen Öffnungs- oder Schließvorgangs.
  • Zur Erfassung der Winkelstellung des Flügels kann ein Mobiltelefon mit einem Positionssensor lösbar am Flügel angebracht werden, wobei von dem Positionssensor erfasste Daten nach dem Schließen des Flügels an eine Steuereinrichtung des Tür- oder Fensterschließers übertragen werden. Es ist dann nicht notwendig, den Flügel mit einem Positionssensor auszustatten oder einen speziellen Positionssensor zur Mitführung durch den Monteur bereitzustellen. Zum lösbaren Anbringen des Mobiltelefons am Flügel kann beispielsweise eine Tasche oder Klammer an einer Flachseite des Flügels angeordnet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen fest montierten Positionssensor am Flügel vorzusehen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schließgeschwindigkeit des Flügels durch Steuern des Elektromotors anhand des bestimmten Funktionszusammenhangs zumindest zeitweilig konstant gehalten wird, wobei während der Schließbewegung mit konstanter Schließgeschwindigkeit an wenigstens zwei Punkten die Winkelstellung der Motorwelle erfasst wird und die erfassten Winkelstellungen der Motorwelle in eine Modellgleichung eingesetzt werden, welche eine unbeschleunigte Bewegung des Flügels beschreibt, und wobei durch Lösen der Modellgleichung die Federvorspannung einer Schließerfeder der Dämpfungseinrichtung bestimmt wird. Der erfindungsgemäß bestimmte Funktionszusammenhang zwischen der Winkelstellung der Motorwelle und der Winkelstellung des drehbaren Flügels kann also in vorteilhafter Weise zum Berechnen der Federvorspannung verwendet werden.
  • Die Modellgleichung kann eine Energiebilanz darstellen, welche die elektrische Verlustenergie des Elektromotors und die Differenz der Spannenergie der Schließerfeder zwischen den beiden Punkten gleichsetzt. Eine derartige Modellgleichung ist relativ einfach zu lösen.
  • Alternativ kann die Modellgleichung eine Momentenbilanz der an der Motorwelle wirkenden Drehmomente darstellen. Bei dieser Variante kann bei Bedarf anhand mehrerer verschiedener Gleichungen ein Mittelwert gebildet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der bestimmte Funktionszusammenhang in eine die Bewegung des Flügels beschreibende Modellgleichung eingesetzt wird und durch Lösen der Modellgleichung das Massenträgheitsmoment des Flügels bestimmt wird. Vorzugsweise wird hierfür die Bewegung des Flügels in einem ungedämpften Anfangsbereich betrachtet. Das ermittelte Massenträgheitsmoment kann für verschiedene weitere Steuerungs- und Überwachungsaufgaben verwendet werden.
  • Die Winkelstellung der Motorwelle kann in einfacher Weise mittels eines Inkrementalgebers erfasst werden.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Tür- oder Fensterschließer, der einen Energiespeicher zum Bereitstellen einer Schließkraft zum Schließen eines drehbaren Flügels der Tür oder des Fensters, eine der Schließkraft entgegenwirkende Dämpfungseinrichtung mit einem als Generator betreibbaren Elektromotor und eine elektronische Steuereinrichtung zum Ansteuern des Elektromotors umfasst.
  • Erfindungsgemäß ist die elektronische Steuereinrichtung für ein wie vorstehend beschriebenes Inbetriebnahmeverfahren ausgelegt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1
    ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Türschließers.
    Fig. 2
    ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Winkelstellung einer Abtriebswelle des in Fig. 1 gezeigten Türschließers von der Winkelstellung des zugehörigen Türflügels für zwei verschiedene Montagearten darstellt.
    Fig. 3
    ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Winkelstellung einer Motorwelle des in Fig. 1 gezeigten Türschließers von der Zeit für zwei verschiedene Montagearten darstellt.
    Fig. 4
    zeigt eine Tür mit einem erfindungsgemäßen Türschließer und einer Tasche zur lösbaren Anbringung eines Mobiltelefons am Flügel der Tür.
    Fig. 5
    ist eine Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten Flügel.
    Fig. 6
    ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Federauslenkung einer Schließerfeder eines erfindungsgemäßen Türschließers von der Winkelstellung einer Abtriebswelle des Türschließers für zwei verschiedene Federvorspannungen darstellt.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Türschließer 1 weist ein Gehäuse 3 auf, in welchem ein mechanischer Energiespeicher in Form einer Schließerfeder 28 und eine Bremsvorrichtung 20 angeordnet sind. Die Schließerfeder 28 wird durch manuelles Öffnen des drehbaren Türflügels 5 mit potentieller Energie aufgeladen, welche den losgelassenen Türflügel 5 wieder schließt. Die Bremsvorrichtung 20 dämpft die Bewegung des Türflügels 5 und umfasst einen als Generator betriebenen Elektromotor 22, dessen Motorwelle 24 durch eine Bewegung des Türflügels 5 drehbar ist und an dessen nicht dargestellten Motorklemmen eine bewegungsabhängige Motorspannung entsteht, welche an einen Bremsstromkreis angelegt ist. Der Bremsstromkreis weist ein oder mehrere Schaltelemente auf, über welche die Motorklemmen kurzgeschlossen werden können. Eine zum Ansteuern des Elektromotors 22 vorgesehene elektronische Steuereinrichtung 10 führt eine Pulsweitenmodulation des Motorstroms durch und stellt eine wirksame Bremskraft zur Dämpfung der Bewegung des Türflügels 5 ein. Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung 10 einen Mikrocontroller. Der Elektromotor 22 ist vorzugsweise als permanentmagnetisch erregter Gleichstrommotor ausgeführt. Die Pulsweitenmodulation kann insbesondere so durchgeführt werden, wie dies in der DE 10 2015 200 284 B3 angegeben ist.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 3 flügelfest am oberen linken Randbereich des Türflügels 5 montiert. Die Motorwelle 24 des Elektromotors 22 ist über ein Getriebe 26 mit einer Abtriebswelle 27 gekoppelt, welche mit einem Gleitarm 7 gekoppelt ist. Der Gleitarm 7 weist an seinem freien Ende einen Gleitstein 7.1 auf, welcher in einer blendenfest montierten Gleitschiene 9 geführt ist. Beim Öffnen und Schließen des Türflügels 5 wird über das Getriebe 26 die Motorwelle 24 des Elektromotors 22 gedreht. Anstelle der Anordnung aus Gleitarm 7 und Gleitschiene 9 könnte auch eine Scherenhebel-Anordnung vorgesehen sein, deren eines Ende in einem blendenfesten Schwenklager sitzt. Am Elektromotor 22 ist ein nicht gezeigter Inkrementalgeber zum sensorischen Erfassen der Winkelstellung der Motorwelle 24 vorgesehen.
  • Nachfolgend wird die Inbetriebnahme des in Fig. 1 gezeigten Türschließers 1 beschrieben. Das Inbetriebnahmeverfahren dient insbesondere dazu, bestimmte Montageparameter und Kenngrößen automatisch zu ermitteln. Damit die Bremsvorrichtung 20 die gedämpfte Schließbewegung des Türflügels 5 in einer gewünschten Weise steuern oder regeln kann, muss nämlich zum Beispiel die Montageart bekannt sein. Da die Bewegung des Türflügels 5 gesteuert oder geregelt werden soll, im Allgemeinen aber lediglich die Winkelstellung der Motorwelle 24 bekannt ist, beispielsweise durch sensorische Erfassung mittels des Inkrementalgebers, wird außerdem die Abhängigkeit der Winkelstellung des Türflügels 5 von der Winkelstellung der Motorwelle 24 benötigt. Für bestimmte Steuerungs- und Überwachungsaufgaben, beispielsweise eine Begrenzung der Schließgeschwindigkeit des Türflügels 5 auf einen ungefährlichen Grenzwert, wird weiterhin das Massenträgheitsmoment des Türflügels 5 sowie die eingestellte Federvorspannung der Schließerfeder 28 benötigt.
  • In Fig. 2 sind zwei beispielhafte Verläufe der Winkelstellung αA der Abtriebswelle 27 in Abhängigkeit von der Winkelstellung α des Türflügels 5 dargestellt, die unterschiedlichen Montageparametern in Form verschiedener Abstände der Abtriebswelle 27 vom Türband entsprechen. Wie zu erkennen ist, ist die Winkelstellung αA der Abtriebswelle 27 bei einem vorgegebenen Referenz-Öffnungswinkel des Türflügels 5, beispielsweise bei einem Öffnungswinkel von 90°, für die beiden Achsabstände unterschiedlich. Weiterhin steht die Winkelstellung αA der Abtriebswelle 27 über die Übersetzung des Getriebes 26 mit der Winkelstellung αM der Motorwelle 24 in Zusammenhang. Das bedeutet, dass bei einem Öffnen des Türflügels 5 bis zu dem Referenz-Öffnungswinkel und einem nachfolgenden Erfassen und Auslesen der Winkelstellung der Motorwelle 24 mittels des Inkrementalgebers zwischen den beiden Montageparametern unterschieden werden kann.
  • Um den tatsächlichen Montageparameter einzulernen, öffnet der Monteur bei der Inbetriebnahme des Türschließers 1 den Türflügel 5 bis zu einem Öffnungswinkel von 90°. Nach Erreichen des Öffnungswinkels wird die Winkelstellung αM der Motorwelle 24 mittels des Inkrementalgebers erfasst. Die erfasste Winkelstellung αM der Motorwelle 24 wird dann mit verschiedenen Referenzfunktionen verglichen, die in einem Speicher der Steuereinrichtung 10 (Fig. 1) hinterlegt sind. Diejenige Referenzfunktion, deren Funktionswert für die Winkelstellung αM (90°) der Motorwelle 24 an der Stelle 90° am wenigsten von der erfassten Winkelstellung der Motorwelle 24 abweicht, wird automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors 22 zur Dämpfung der Schließbewegung des Türflügels 5 zugrunde gelegt.
  • Der Monteur kann bei der Inbetriebnahme den Türflügel 5 auch einmal bis zu einem Öffnungswinkel von 90° und einmal bis zu einem Öffnungswinkel von 45° öffnen, wobei jeweils die Winkelstellungen αM der Motorwelle 24 erfasst werden. Es stehen dann zwei Werte für einen Vergleich mit den Referenzfunktionen zur Verfügung, wodurch das Auswahlverfahren robuster gegenüber einer unvermeidlichen Variation der Montageparameter wird. Bei Bedarf können weitere Öffnungsvorgänge mit anderen Öffnungswinkeln durchgeführt werden.
  • Bei einem alternativen erfindungsgemäßen Inbetriebnahmeverfahren öffnet der Monteur den Türflügel 5 bis zu einem Öffnungswinkel von 90° und lässt ihn dann los. Die Schließerfeder 28 schließt den Türflügel 5, wobei der Schließvorgang zunächst ungedämpft oder mit konstanter Dämpfung erfolgt. Der Inkrementalgeber erfasst die Winkelstellung αM der Motorwelle 24 in Abhängigkeit von der Zeit t. Je nach Montageart, Massenträgheit des Türflügels 5 und Vorspannung der Schließerfeder 28 gibt es verschiedene Zeitverläufe αM (t) für die Winkelstellung der Motorwelle 24. Zwei beispielhafte Verläufe sind in Fig. 3 dargestellt. Die Steuereinrichtung 10 sucht den am besten passenden Zeitverlauf in einer Datenbank aus abgespeicherten Verläufen und leitet daraus die Montageart und gegebenenfalls weitere Parameter wie die Schließrichtung ab.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 wird eine weitere Möglichkeit zum Bestimmen des Funktionszusammenhangs zwischen der Winkelstellung αM der Motorwelle 24 und der Winkelstellung α des Türflügels 5 beschrieben. Der Monteur nimmt bei der Inbetriebnahme des Türschließers 1 ein Mobiltelefon 41 mit Gyroskop und platziert es in einer an der Hauptschließkante 42 des Türflügels 5 vorgesehenen Tasche 43. Anschließend wird der Türflügel 5 bis zum maximalen Öffnungswinkel geöffnet und losgelassen. Die Schließerfeder 28 schließt den Türflügel 5, wobei das Gyroskop des Mobiltelefons 41 den zeitlichen Verlauf der Ortskoordinaten x und y der Hauptschließkante 42 erfasst (Fig. 5). Während des Schließvorgangs erfasst der Inkrementalgeber fortlaufend die Winkelstellung αM der Motorwelle 24. Nach dem Schließvorgang verbindet der Monteur das Mobiltelefon 41 mit der Steuereinrichtung 10, beispielsweise mittels eines Kabels oder mittels einer Funkverbindung. Die Steuereinrichtung 10 empfängt die zeitabhängigen Koordinaten x und y von dem Mobiltelefon 41 und berechnet durch Eliminieren der Zeit den Funktionszusammenhang zwischen der Winkelstellung αM der Motorwelle 24 und der Winkelstellung α des Türflügels 5. Dies kann insbesondere unter Verwendung der folgenden Formeln erfolgen: x t = b cos α t
    Figure imgb0001
    y t = b sin α t ,
    Figure imgb0002
    wobei b die Breite des Türflügels 5 ist. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 10 aus den zeitabhängigen Koordinaten x und y die maximale Öffnungsweite, die Breite b des Türflügels 5 und/oder die Schließrichtung ermitteln. Im Prinzip könnte das Gyroskop auch in den Türschließer 1 integriert sein, so dass kein Mobiltelefon erforderlich ist. Die Steuereinrichtung 10 kann dann beim Schließen des Türflügels 5 gleichzeitig die Winkelstellung αM der Motorwelle 24 und die Winkelstellung α des Türflügels 5 ermitteln und daraus unmittelbar den Funktionszusammenhang αM (α) bestimmen. Anstelle eines Gyroskops können auch andere Arten von Positionssensoren, wie zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Magnetfeldsensoren oder dergleichen verwendet werden.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Inbetriebnahmeverfahren kann auch die Federvorspannung der Schließerfeder 28 eingelernt werden. Die Abhängigkeit des Achsmoments mA der Abtriebswelle 27 von der Auslenkung x der Schließerfeder 28 ist durch die Konstruktion des Türschließers 1 bestimmt und der Steuereinrichtung 10 bekannt. Das durch die Federvorspannung erzeugte Zusatzmoment mFD der Schließerfeder 28 ist hingegen zunächst unbekannt. Die Verschiebung der Federkennlinie in Abhängigkeit von der Federvorspannung ist in Fig. 6 angegeben, welche die Federauslenkung x in Abhängigkeit von der Winkelstellung αA der Abtriebswelle 27 einmal durchgezogen ohne Vorauslenkung x0 und einmal gestrichelt mit Vorauslenkung x0 zeigt.
  • Bei konstanter Schließgeschwindigkeit des Türflügels 5 entspricht die Bremsleistung der Bremsvorrichtung 20 bis auf vernachlässigbare Verluste der Abnahme der potentiellen Energie in der Schließerfeder 28. Der Monteur öffnet bei der Inbetriebnahme den Türflügel 5 und lässt ihn wieder los. Die Schließerfeder 28 schließt den Türflügel 5. Nach einer kurzen Beschleunigungsphase regelt die Bremsvorrichtung 20 die Schließbewegung des Türflügels 5 auf konstante Geschwindigkeit. Dies ist insbesondere unter Verwendung des zuvor wie vorstehend beschrieben eingelernten Funktionszusammenhangs zwischen der Winkelstellung αM der Motorwelle 24 und der Winkelstellung α des Türflügels 5 möglich. Wenn sich der Türflügel 5 zwischen den beiden Öffnungswinkeln α2 und α1 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, so ist für die Beschleunigung des Türflügels 5 keine Energie erforderlich und es gilt folgende Gleichung: α 2 α 1 u t i t dt = 1 2 c x 2 α 2 x 2 α 1
    Figure imgb0003
  • Hierbei bezeichnet c die Federrate. Die Steuereinrichtung 10 sorgt dafür, dass der Strom i(t) und die Spannung u(t) in Abhängigkeit von der Zeit t zwischen den Türwinkeln α2 und α1 erfasst werden. Für die Verlustenergie ergibt sich unter Verwendung der Auslenkung xohne ohne Vorspannung: 1 2 c x ohne α 2 + x 0 2 x ohne α 1 + x 0 2 = 1 2 c x ohne α 2 2 x ohne α 1 2 + 2 x ohne α 2 x ohne α 1 x 0
    Figure imgb0004
  • Hieraus kann die Federvorspannung x0 berechnet werden.
  • In einem alternativen Verfahren zum Einlernen der Federvorspannung der Schließerfeder 28 öffnet der Monteur den Türflügel 5 und lässt ihn wieder los, wobei die Bremsvorrichtung 20 die Schließbewegung des Türflügels 5 wiederum nach einer kurzen Beschleunigungsphase auf konstante Geschwindigkeit regelt. Im Bereich konstanter Geschwindigkeit wirkt kein äußeres Moment auf den Türflügel 5, so dass folgende Gleichung gilt: K i t = η G u ¨ G m F t + m F 0
    Figure imgb0005
  • Hierbei bezeichnet K die Drehmomentkonstante des Elektromotors 22, i(t) den Motorstrom, ηG den Wirkungsgrad des Getriebes 26, üG die Übersetzung des Getriebes, mF das Federmoment und mF0 die Federvorspannung. Aus der angegebenen Gleichung kann leicht die Federvorspannung mF0 abgeleitet werden.
  • Für die Berechnung der Federvorspannung steht im Prinzip eine Vielzahl von Gleichungen zur Verfügung, da für jede Änderung des Achswinkels eine neue Gleichung zur Berechnung der Federvorspannung aufgestellt werden kann. Aufgrund von Störungen und Ungenauigkeiten des Modells wird die Steuereinrichtung 10 im Allgemeinen für jede Gleichung einen anderen Wert für die Federvorspannung mF0 berechnen. Ein zuverlässiger Schätzwert für die Federvorspannung mF0 kann insbesondere der arithmetische Mittelwert aller erhaltenen Ergebnisse sein.
  • Vor dem Erreichen der Schließlage dämpft die Bremsvorrichtung 20 den Türflügel 5 auf die gewünschte Endgeschwindigkeit.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Inbetriebnahme des Türschließers 1 kann auch das Massenträgheitsmoment J des Türflügels 5 eingelernt werden. Hierfür öffnet der Monteur den Türflügel 5 und lässt diesen wieder los. Die Schließbewegung erfolgt zunächst während einer kurzen anfänglichen Beschleunigungsphase ungedämpft. Es wirkt auch kein äußeres Moment. Daher kann unter Verwendung folgender Gleichung das Massenträgheitsmoment J errechnet werden: J 1 u ¨ G u ¨ B α t dt + η G u ¨ G m F α A + m F 0 = 0
    Figure imgb0006
  • Hierbei bezeichnet üB die Übersetzung αA(α)/α und ω(t) die Winkelgeschwindigkeit des Türflügels 5.
  • Nach der Inbetriebnahme des Türschließers 1 kann die Steuereinrichtung 10 den eingelernten Funktionszusammenhang αM(α) zwischen der Winkelstellung der Motorwelle 24 und der Winkelstellung des Türflügels 5, das eingelernte Massenträgheitsmoment J sowie die eingelernte Federvorspannung mF0 der Schließerfeder 28 zur Steuerung der Schließbewegung des Türflügels 5 gemäß einer vorgegeben Bahnkurve verwenden.
  • Speziell kann die Steuereinrichtung 10 dazu ausgebildet sein, eine Soll-Bahnkurve festzulegen, welche den Öffnungswinkel α des Türflügels 5 in Abhängigkeit von der Zeit t angibt, und die über den Elektromotor 22 ausgeübte Dämpfung der Schließbewegung des Türflügels 5 anhand der festgelegten Soll-Bahnkurve durchzuführen. Die Regelung selbst kann hierbei nach grundsätzlich bekannten Prinzipien erfolgen, beispielsweise mittels eines Positionsreglers oder mittels eines Geschwindigkeitsreglers. Hierdurch wird ein situationsangepasstes Schließverhalten des Türschließers 1 und somit ein besonders hoher Begehkomfort der zugehörigen Tür ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Türschließer
    3
    Gehäuse
    5
    Türflügel
    7
    Gleitarm
    7.1
    Gleitstein
    9
    Gleitschiene
    10
    Steuereinrichtung
    20
    Bremsvorrichtung
    22
    Elektromotor
    24
    Motorwelle
    26
    Getriebe
    27
    Abtriebswelle
    28
    Schließerfeder
    41
    Mobiltelefon
    42
    Hauptschließkante
    43
    Tasche

Claims (20)

  1. Verfahren zur Inbetriebnahme eines Tür- oder Fensterschließers (1), der einen Energiespeicher (28) zum Bereitstellen einer Schließkraft zum Schließen eines drehbaren oder verschiebbaren Flügels (5) der Tür oder des Fensters und eine der Schließkraft entgegenwirkende Dämpfungseinrichtung (20) mit einem als Generator betreibbaren Elektromotor (22) umfasst, wobei eine Motorwelle (24) des Elektromotors (22) über wenigstens ein Übertragungselement (7, 26, 27) mit dem Flügel (5) gekoppelt und deshalb durch eine Bewegung des Flügels (5) drehbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Flügel (5) in einem Einlernprozess wenigstens einmal geöffnet und/oder geschlossen wird,
    während des Öffnens und/oder Schließens die Winkelstellung der Motorwelle (24) erfasst wird,
    anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle (24) ein Funktionszusammenhang zwischen der Winkelstellung der Motorwelle (24) und einer Winkelstellung des drehbaren Flügels (5) zumindest über einen Bereich der Öffnungsweite des Flügels (5) bestimmt wird und
    der Funktionszusammenhang automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors (22) zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels (5) zugrundegelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle (24) auch das Massenträgheitsmoment des Flügels (5) bestimmt und automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors (22) zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels (5) zugrundegelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Energiespeicher (28) eine Schließerfeder umfasst, wobei anhand der erfassten Winkelstellung der Motorwelle (24) auch eine Federvorspannung der Schließerfeder bestimmt und automatisch einer nachfolgenden Ansteuerung des Elektromotors (22) zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels (5) zugrundegelegt wird.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Flügel (5) in dem Einlernprozess bis zu einer Referenz-Öffnungsstellung geöffnet wird, die Winkelstellung der Motorwelle (24) an der Referenz-Öffnungsstellung des Flügels (5) erfasst wird und der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von der an der Referenz-Öffnungsstellung erfassten Winkelstellung der Motorwelle (24) aus einem Satz vorbestimmter Referenz-Funktionen ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Referenz-Funktion eine der Referenz-Öffnungsstellung entsprechende Vorgabe-Winkelstellung der Motorwelle (24) zugeordnet ist und diejenige Referenz-Funktion als Funktionszusammenhang ausgewählt wird, deren Vorgabe-Winkelstellung am wenigsten von der an der Referenz-Öffnungsstellung erfassten Winkelstellung der Motorwelle (24) abweicht.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Flügel (5) in dem Einlernprozess mehrmals bis zu unterschiedlichen Referenz-Öffnungsstellungen geöffnet wird und der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von mehreren an Referenz-Öffnungsstellungen erfassten Winkelstellungen der Motorwelle (24) ausgewählt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Referenz-Öffnungsstellung einen auf eine Schließstellung bezogenen Öffnungswinkel des Flügels (5) von 90° und/oder von 45° umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Referenz-Funktionen unterschiedlichen Bauarten und/oder unterschiedlichen Montagearten des Tür- oder Fensterschließers (1) entsprechen.
  9. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Flügel (5) in dem Einlernprozess wenigstens einmal ausgehend von einer Referenz-Öffnungsstellung durch den Energiespeicher (28) geschlossen wird, wobei während des Schließens zumindest abschnittsweise die Winkelstellung der Motorwelle (24) in Abhängigkeit von der Zeit erfasst wird und der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung bestimmt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Funktionszusammenhang in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle (24) aus einem Satz vorbestimmter Referenz-Funktionen ausgewählt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Referenz-Funktion ein vorgegebener zeitlicher Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle (24) zugeordnet ist und diejenige Referenz-Funktion als Funktionszusammenhang ausgewählt wird, deren vorgegebener zeitlicher Verlauf am wenigsten von dem erfassten zeitlichen Verlauf abweicht.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Funktionszusammenhang aus dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung des Flügels (5) und dem zeitlichen Verlauf der Winkelstellung der Motorwelle (24) durch Eliminieren der Zeitvariable berechnet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    während des Schließens die Winkelstellung des Flügels (5) mittels mindestens eines am Flügel angeordneten Positionssensors, insbesondere mittels Beschleunigungssensoren und/oder Geschwindigkeitssensoren und/oder eines Gyroskops, erfasst wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zur Erfassung der Winkelstellung des Flügels (5) ein Mobiltelefon (41) mit einem Positionssensor lösbar am Flügel (5) angebracht wird und von dem Positionssensor erfasste Daten nach dem Schließen des Flügels (5) an eine Steuereinrichtung (10) des Tür- oder Fensterschließers (1) übertragen werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schließgeschwindigkeit des Flügels (5) durch Steuern des Elektromotors (22) anhand des bestimmten Funktionszusammenhangs zumindest zeitweilig konstant gehalten wird, wobei während der Schließbewegung mit konstanter Schließgeschwindigkeit an wenigstens zwei Punkten die Winkelstellung der Motorwelle (24) erfasst wird und die erfassten Winkelstellungen der Motorwelle (24) in eine Modellgleichung eingesetzt werden, welche eine unbeschleunigte Bewegung des Flügels (5) beschreibt, und wobei durch Lösen der Modellgleichung die Federvorspannung einer Schließerfeder (28) der Dämpfungseinrichtung (20) bestimmt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Modellgleichung eine Energiebilanz darstellt, welche die elektrische Verlustenergie des Elektromotors (22) und die Differenz der Spannenergie der Schließerfeder (28) zwischen den beiden Punkten gleichsetzt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Modellgleichung eine Momentenbilanz der an der Motorwelle (24) wirkenden Drehmomente darstellt.
  18. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der bestimmte Funktionszusammenhang in eine die Bewegung des Flügels (5) beschreibende Modellgleichung eingesetzt wird und durch Lösen der Modellgleichung das Massenträgheitsmoment des Flügels (5) bestimmt wird.
  19. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Winkelstellung der Motorwelle (24) mittels eines Inkrementalgebers erfasst wird.
  20. Tür- oder Fensterschließer (1), der einen Energiespeicher (28) zum Bereitstellen einer Schließkraft zum Schließen eines drehbaren Flügels (5) der Tür oder des Fensters, eine der Schließkraft entgegenwirkende Dämpfungseinrichtung (20) mit einem als Generator betreibbaren Elektromotor (22) und eine elektronische Steuereinrichtung (10) zum Ansteuern des Elektromotors (22) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die elektronische Steuereinrichtung (10) für ein Inbetriebnahmeverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgelegt ist.
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